A Fotoelétrica

1. INTRODUÇÃO

Este trabalho é sobre um projeto de um sistema foto acoplador que servirá para associar a teoria de componentes eletrônicos à prática, componentes estes já estudados durante o curso de engenharia eletrônica, fazendo com que tenhamos uma visão mais aproximada da realidade destes.

Será descrito a montagem, cálculos e aplicações de um sistema foto acoplador que nada mais é do que um sistema que detecta um objeto ou pessoa que se aproxima do mesmo, com intuito de melhorar a comodidade sem perder a eficiência. Será também descrito superficial e individualmente o funcionamento de cada componente utilizado no projeto, como também será citado outras aplicações dos mesmos.

Uma forma de aplicação deste sistema por exemplo está na economia de energia, ao se apagar lâmpadas em ambientes onde não se tenha pessoas no momento, deixando somente em locais onde seja necessário. Em alguns locais que se tem um fluxo contínuo de pessoas, como corredores de edifícios, entradas de prédios, já possuem sensores nas lâmpadas, onde as mesmas se apagam na ausência de pessoas.

Também abordará o uso do sistema foto controle utilizando amplificador operacional e outros componentes eletrônicos, tais como, resistores, transistor, relé e ldr.

Para que fosse possível a realização do mesmo, foi realizada pesquisa teórica de assuntos pertinentes a aplicação, como tipos de amplificadores e transistores, e também utilizado o conhecimento adquirido durante o curso de engenharia eletrônica que nos deu uma base para realizarmos este trabalho com eficiência e entregarmos aquilo que nos foi proposto.

1. OBJETIVO

Desenvolver um circuito com a finalidade de acionamento de um relé, onde acionará a carga, no caso um led, dependendo das condições de luminosidade do ambiente.

O amplificador operacional detectará variações no sinal de entrada, quando a mesma atingir um valor superior a tensão de referência, o amplificador é acionado.

Inicialmente o projeto será montado utilizando protoboard, e após testes funcionais, a montagem final será feita em uma placa de circuito impresso.

1. ESCOLHA DO PROJETO

1. FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO

1. POTENCIÔMETRO

Se precisarmos alterar constantemente a resistência de um componente, como por exemplo no controle de volume de um aparelho de som, ou ainda no controle de tonalidade, um trimpot poderia ser usado, mas seria muito incômodo, pois o acesso ao comando de seu cursor é pequeno e difícil e fisicamente a sua montagem não é apropriada para sua colocação num painel de um equipamento.

Para esta finalidade é muito melhor usar um componente que permite ajustar a qualquer momento e de maneira muito mais cômoda, a resistência apresentada. Este componente é o potenciômetro. Conforme figura 5.1

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Figura 5.1 Tipos de Potenciômetros

O princípio de funcionamento deste componente é bem semelhante ao do trimpot: temos um cursor em forma de anel, para os tipos rotativos, por onde desliza um cursor. Nas extremidades do anel temos a ligação de dois terminais e no cursor o terceiro.

Da mesma forma que no caso do trimpot, quando atuamos sobre o eixo que comanda o cursor ele gira e a resistência entre o terminal central e as extremidades do elemento resistivo varia.

Assim, girando de A para C, enquanto a resistência entre A e B aumenta, a resistência entre B e C diminui.

Os potenciômetros não têm apenas o carbono como material de construção do elemento resistivo. Também encontramos nestes elementos os fios de carbono.

Os potenciômetros de fio, como são chamados possuem uma bobina em forma de anel sobre a qual corre o cursor, conforme mostra a Figura 5.2.

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Figura 5.2 - Estrutura básica de um potenciômetro de fio

O uso do fio de nicromo permite que o componente trabalhe com intensidades de corrente maiores, pois existe um limite, como no caso dos resistores, para a potência máxima que pode ser convertida em calor sem que ele seja danificado. Se uma corrente muito intensa passar por um trimpot ou potenciômetro ele pode queimar.

Outra diferença que encontramos nos potenciômetros em relação aos trimpots é a maneira como a resistência varia quando atuamos sobre o cursor.

Nos potenciômetros chamados lineares e também nos trimpots, a resistência varia linearmente com o movimento do cursor, ou seja, o ângulo de giro do cursor, conforme mostra a Figura 5.3

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Figura 5.3- Gráfico linear de variação da resistência para um potenciômetro linear.

Nestes componentes a resistência apresentada é proporcional ao giro do cursor.

No entanto, existem aplicações em que precisamos de uma forma de variação diferente da resistência. Um exemplo importante é o caso dos controles de volume de rádios e amplificadores.

O que ocorre é que nossos ouvidos têm uma curva de sensibilidade não linear para os sons. Nossos ouvidos são mais sensíveis aos sons fracos do que aos sons fortes.

Isso significa que, um controle de volume de um aparelho de som deve ter uma curva de variação semelhante à da sensibilidade do ouvido humano, ou seja, deve ter uma curva de variação de resistência logarítmica, conforme mostra a Figura 5.4

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Figura 5.4 - Variação de um potenciômetro log.

Na Figura 5.4 mostramos então que, nesta curva, nas resistências mínimas, quando o volume é menor, e portanto o ouvido mais sensível, a variação da resistência é menor ou mais suave. No meio da curva a variação da resistência se torna mais acentuada.

Os potenciômetros log (logarítmicos) apresentam pois um modo de variação da resistência diferente dos potenciômetros lineares. No entanto, nos dois casos, a resistência variará entre 0 e o valor nominal e existem aplicações em que é indiferente usar um como outro.

Uma variação do potenciômetro comum rotativo é a do potenciômetro deslizante (slide) mostrado na Figura 5.5

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Figura 5.5 – Potenciômetro deslizante

6-  RELÉ

Tendo o surgimento em torno do século XIX o Relê é um dispositivo eletromecânico, formado por um magneto móvel, que se desloca unindo dois contatos metálicos. O Relê podemos dizer que foi muito utilizado nos sistemas telefônicos no tempo das centrais analógicas nas localidades mais remotas. Os Relês são considerados grandes membros, e até mesmo uma espécie de antepassados dos transistores, onde eram considerados que suas aplicações eram muito limitadas, caras e lentas (ex: o relê demora mais de milésimo de segundo para fechar um circuito). Mesmo tendo estas desvantagens ainda encontramos alguns dispositivos que utilizam os relês.